芬顿试剂对田菁胶的氧化降解行为研究

本文考察了芬顿试剂对田菁胶的氧化降解行为。系统研究了H2O2和Fe2+用量、温度和降解时间对田菁胶粘度下降百分率的影响,并简单讨论了芬顿试剂对田菁胶的氧化降解机理。结果表明,H2O2和Fe2+的合适用量之比为2︰1。另外,只需较低的温度(25 ℃)和较短的时间(20 min),芬顿试剂就能使田菁胶粘度下降90%以上,显示了较好的降解效果。     

芬顿体系降解邻苯二酚和对苯二酚研究

基于石墨烯修饰电极,分别建立了对苯二酚(HQ)和邻苯二酚(CC)浓度与电化学信号的工作曲线,并通过差分脉冲伏安法(DPV)考察了Fe~(2+)与H_2O_2添加量、pH环境及降解时间对HQ、CC降解率影响。结果表明:Fe~(2+)/H_2O_2芬顿体系对HQ、CC的降解效果明显,其中羟基自由基起主导作用。处理50 mL 6×10~(-5) mol·L~(-1)的苯二酚污染物时,Fe~(2+)与H_2O_2摩尔比为5∶4,芬顿试剂添加量为9.8×10~(-5) mol,降解时间为45 min,分别在pH=4.0的条件下降解HQ和pH=5.0的条件下降解CC,降解率分别达88.8%(HQ)和96.1%(CC)。     

Na_2S_2O_8-Fe~(2+)对田菁胶的氧化降解行为研究

考察了Na2S2O8-Fe2+对田菁胶的氧化降解行为,系统研究了Na2S2O8和Fe2+用量、温度、降解时间和pH值对田菁胶粘度的影响。结果表明,Na2S2O8和Fe2+合适的体积比为3?1。在较低的温度(40℃)和较短的时间(20 min)内Na2S2O8-Fe2+就能使田菁胶粘度下降90%以上。另外,Na2S2O8-Fe2+氧化还原体系在酸性和中性条件下对田菁胶的降解都有良好的降解性能,考虑到在实际生产中的应用,我们认为中性条件下最合适。     

Fe~(2+)活化过硫酸钠降解日落黄的研究

通过Fe~(2+)活化Na_2S_2O_8产生强氧化性的硫酸根自由基,利用硫酸根自由基氧化降解有机污染物。以日落黄为降解目标物,通过研究有无Fe~(2+)、Na_2S_2O_8对日落黄降解率的影响,来探讨Fe~(2+)活化Na_2S_2O_8降解日落黄的可行性,并采用叔丁醇和甲醇抑制剂的方法探究了降解日落黄的作用机理。重点考察了Fe~(2+)初始浓度、Na_2S_2O_8初始浓度、柠檬酸浓度以及pH值对Fe~(2+)活化Na_2S_2O_8降解日落黄的影响。实验结果表明:在Fe~(2+)-Na_2S_2O_8体系中,日落黄初始质量浓度为30 mg/L、Fe~(2+)摩尔浓度为1.0 mmol/L、Na_2S_2O_8摩尔浓度为2.0 mmol/L、柠檬酸摩尔浓度为1.0 mmol/L、pH值为3.0的条件下,反应时间为60 min时日落黄降解率可达95.37%。     

气相中Fe~(2+)和H_2O_2作用生成OH自由基的理论研究

利用B3LYP方法，在6-311G基组下研究了气相中Fe~(2+)与H_2O_2作用生成OH自 由基的反应途径，探讨了铁离子对生成羟基自由基所起的作用。结果表明反应的途 径为：Fe~(2+)与H_2O_2首先形成中间体（FeO_2H_2）~(2+)，然后能过O-O键的断 裂生成中间体（HOFeOH）~(2+)，再断Fe-OH键生成羟基自由基，Fe~(2+)和H_2O_2 的电荷强烈相互作用以及Fe~(2+)的d轨道上的电子促进H_2O_2中的O-O键断裂，生 成羟基自由基。     

电聚合制备聚苯胺@石墨毡复合电极及其在电芬顿过程中的高效电催化性能（英文）

作为一种高级氧化技术(AOPs),芬顿氧化法(Fenton)因其操作简单、绿色高效而备受关注.其基本原理是Fe~(2+)催化H_2O_2产生的羟基自由基(·OH)进攻有机物使之降解为无机小分子或盐.电芬顿法(Electro-Fenton,E-Fenton)是利用电化学方法原位生成H_2O_2的Fenton衍生法,其优点在于不需要从外界加入H_2O_2、高效节能、无选择性、并且易于和其他处理技术耦合,是一种非常有价值和应用前景的新型水处理技术.电芬顿技术的理论探究和工艺优化,是当今高级氧化技术的理论和实践研究的重要内容.E-Fenton过程的关键步骤是阴极材料上氧还原反应(Oxygen reduction reaction,ORR)持续生成H_2O_2.由于析氢过电位高、稳定性好、性能优异,碳材料成为ORR反应最常用的电催化阴极材料.石墨毡作为一种三维多孔立体材料,具有电化学活性面积大、传质好、导电性强、价格低等优点,是ORR的理想阴极材料.聚苯胺材料作为一种导电高分子材料,价格便宜、加工性好、且含有丰富的N原子,在基础研究和实际应用领域都十分活跃.我们创新性地采用电聚合的方法合成了聚苯胺@石墨毡(PANI@GF)复合电极,并通过降解邻苯二甲酸二甲酯(dimethyl phthalate,DMP)研究了其在电芬顿过程中的电催化性能.通过扫描电镜、X射线光电子能谱分析对电极表面结构和杂原子掺杂性进行了物化表征.结果显示PANI@GF复合电极同时具有宏观和微观的三维多孔结构,这种结构蓬松的多孔结构为氧气提供了合适的传递通道和足够的反应面积.所制备复合电极中N原子含量约为1.9%,且吡啶N和吡咯N的含量相对较高.这些N原子来自聚苯胺分子中含有的大量N原子,并能够促进ORR反应.石墨毡和聚苯胺两种材料的在结构和组分上的特点,使得PANI@GF复合电极具有优异的电芬顿降解DMP的性能.在DMP浓度为50 mg/L、电位0.5 V(vs.SCE)、氧气流速为0.4 L/min的条件下,其DMP降解反应表观动力学常数达0.0753 min-1,是石墨毡电极表观动力学常数(0.0151 min-1)的5倍.PANI@GF复合电极制备的最优聚合时间和碳化温度分别为1 h和900°C.这是因为聚合时间太长,可能导致聚苯胺层厚度大,微孔结构被堵塞,进而降低了反应活性面积和影响氧气传质效果,使得电极性能下降;而聚合时间太短,可能导致电极复合不充分.高温碳化可以使石墨毡表面聚苯胺层形成更多的孔结构,从而有利于ORR过程.DMP降解过程中氧气流速、Fe~(2+)用量以及p H值等工艺条件对电极性能有一定的影响,结果表明其相应的优化值分别为0.4 L/min、1.0 mmol/L和3.0.当氧气流速过低时,溶液中低浓度的溶解氧使ORR过程受传质过程限制,导致电极不能充分反应;当氧气流速过大时,并不会增加已经达到饱和的溶液中的氧气浓度,而过大的氧气速率会冲击电极表面,降低电极稳定性而影响其催化性能.对Fe~(2+).用量而言,E-Fenton过程有多种Fe循环途径,不同的铁含量对于电极性能影响不明显.因此,1.0 mmol/L的Fe含量足够满足实验需要.p H值对E-Fenton过程至关重要,p H较高时,铁离子会形成配合物,阻碍铁循环,并且会导致H_2O_2的分解,从而降低电极DMP降解性能;而当p H太低时,较多的酸增加成本,且需要后续处理过程以消除酸的影响.实验结果表明3.0是最优p H值,与传统Fenton方法的最适p H相符.PANI@GF复合电极具有高效催化降解DMP的能力,在电芬顿技术处理有机废水中有潜在应用.     

AxMn1-xFe2O4铁氧体(A=Zn,Ni)中阳离子的占位有序化行为研究

基于尖晶石晶体结构信息,本文采用热力学三亚晶格模型,将材料热力学计算和第一性原理计算相结合,研究了Zn_xMn_(1-x) Fe_2O_4和Ni_xMn_(1-x)Fe_2O_4立方相中的Zn~(2+)、Ni~(2+)、Mn~(2+)以及Fe~(3+)在8a和16d亚晶格上的占位有序化行为。结果表明:在锰铁氧体中,室温下Mn~(2+)完全占据在8a亚晶格上,Fe~(3+)完全占据在16d亚晶格上,属于正尖晶石结构;随着热处理温度升高,在1 273 K达到热处理平衡时的占位构型为(Fe~(3+)0.09Mn~(2+)0.91)[Fe~(3+)1.91Mn~(2+)0.09]O_4,在热处理温度升至1 473 K时,达到热处理平衡时的占位构型为(Fe~(3+)0.11Mn~(2+)0.89)[Fe~(3+)1.89Mn~(2+)0.11]O_4,均与实验结果符合较好。在锌铁氧体中,室温下Zn~(2+)完全占据在8a亚晶格上,Fe~(3+)完全占据在16d亚晶格上,属于正尖晶石结构;在热处理温度较高时,Zn~(2+)和Fe~(3+)发生部分置换,符合实验结果。在镍铁氧体中,半数的Fe~(3+)在室温下占据在8a亚晶格上,Ni~(2+)与剩下另一半的Fe~(3+)共同占据在16d亚晶格上,仅在热处理温度较高的时候发生微弱变化,亦与已有的实验结果吻合。在此基础上,本文进一步通过热力学模型研究了立方相尖晶石结构的Zn_xMn_(1-x)Fe_2O_4、Ni_xMn_(1-x)Fe_2O_4复合体系中阳离子占位行为与热处理温度对占位的影响规律。     

基于对Fe~(3+)-H_2O_2-OPD体系荧光和比色信号的增强检测多巴胺

利用多巴胺对Fe~(3+)-H_2O_2-OPD体系荧光和比色信号的增强,建立了一种荧光和比色双模检测的多巴胺传感方法。Fe~(3+)催化H_2O_2氧化无色的邻苯二胺(OPD),生成黄色且具有荧光信号的二氨基吩嗪(DAP),但是该反应很慢。多巴胺通过引发芬顿反应,促进Fe~(3+)-H_2O_2体系持续产生强氧化性的羟基自由基(·OH),从而加快了OPD转化成DAP的速率,使体系溶液颜色加深,荧光增强。基于此原理,通过测量Fe~(3+)-H_2O_2-OPD体系荧光和比色信号随多巴胺浓度的变化,可以实现多巴胺的双模检测。本方法荧光和比色检测多巴胺的线性范围分别为0.05~20#mol/L和0.10~18#mol/L,检出限分别为15 nmol/L和65 nmol/L(S/N=3)。荧光和比色双模式检测方法操作简单、灵敏度高、结果可视化,并增加了检测的准确度。将本方法应用于人尿液中多巴胺的检测,结果良好。     

掺Fe~(3+) A-TiO_2的合成及其对酸性红B的光催化降解性能

以硫酸氧钛和FeCl_3·6H_2O为主要原料,采用水热法合成了掺Fe~(3+)的纯锐钛矿型A-TiO_2催化剂,其结构经FT-IR和X-射线衍射表征。以波长365nm紫外灯为光源,酸性红B为降解对象,研究了其光催化降解性能。实验结果表明:掺Fe~(3+)有利于提高TiO_2的催化性能,当掺Fe~(3+)量为0.2mol%时,A-TiO_2的光催化性能最强;当掺Fe~(3+)A-TiO_2投放量为400mg·L~(-1),于20℃降解时间40min,对10mg·L~(-1)酸性红B溶液(pH=5)的降解率最大(95.11%)。     

影响Fe3O4超微粒子性能因素的研究

超微Fe_3O_4粒子正在广泛地应用到磁流体和催化等领域。化学共沉淀法制备Fe_3O_4是将碱液滴入一定温度的Fe~(2+)、Fe~(3+)混合液中。反应式为Fe~(2+)+2Fe~(3+)+8OH~-=Fe_3O_4+4H_2O。本文研究了Fe_3O_4超微粒子的磁性、粒度与工艺条件的关系。 1 实验 配制一定浓度的FeCl_2和FeCl_3溶液,按一定比例混合并置于三颈瓶中恒温。搅拌后,缓     

Fe~(2+)/H_2O_2对脲醛树脂胶ζ电位及其稳定性的影响

采用胶体化学的方法对Fe2+/H2O2影响脲醛树脂(UF)胶ζ电位及其稳定性的因素进行了研究。结果表明,在pH=8.0时,脲醛树脂胶粒的ζ电位平均值约-32.5mV,粒子带负电,并以单分散形式存在。随着Fe2+离子或H2O2加入量的增加,脲醛树脂胶ζ电位的绝对值迅速减小,从而使胶粒间排斥势垒降低,胶粒发生聚集,体系粘度随之增大并最终产生凝胶。其中,Fe2+离子对脲醛树脂胶粒的ζ电位和粘度η变化的影响幅度比H2O2更为明显。pH值对胶体稳定性的影响主要表现在,pH值约为9时,体系具有最大的ζ电位,除此之外,pH值增大或减小ζ电位的绝对值均迅速减小,其中pH9时ζ电位的绝对值下降幅度更为明显。采用胶体的双电层理论对Fe2+/H2O2影响脲醛树脂胶稳定性的机理进行了探讨。     

以光诱导Fenton反应控制M-PEIs纳米凝胶的粒径

基因治疗,就是将正常基因导入体内以弥补缺失或替换突变基因来医治囊性纤维化和血友病等[1]多种疾病.而制备高效安全的基因转染载体至今仍是基因治疗的一个瓶颈.非病毒类载体的基因转染效率目前虽不高,但由于其具有低毒、低免疫反应、无基因插入片断大小限制、制备方便、易保存     

几种光催化反应体系中羟基自由基表观生成率的实验研究

采用邻二氮啡-Fe(Ⅱ)(橙红色)分光光度法间接测定了Fenton、UV/Fenton、UV/草酸铁/H₂O₂、UV/TiO₂4种体系中在不同条件下·OH的表观生成率,初步探讨了体系中各影响因子的作用机制.结果分析表明:对于Fenton体系、UV/Fenton、UV/草酸铁/H₂O₂而言,其最佳反应条件为pH=4.0、m(H₂O₂)/m(Fe)=1/25、铁离子的质量浓度以25 mg/L左右为宜;TiO₂光催化体系催化产生的·OH尽管受环境pH的影响相对较小,但在同等条件下·OH的表观生成率最低;4种体系中以UV/草酸铁/H₂O₂体系中·OH表观生成率最高,而且以线性的规律递增.     

甘蔗髓与丙烯腈的接枝共聚

本文研究了以Fe~(2+)—H_2O_2为引发剂引发甘蔗髓与丙烯腈的接枝共聚反应。研究了亚铁含量,H_2O_2浓度,单体量,反应液比、温度和时间对接枝反应的影响;探讨了接枝共聚物碱水解条件,如碱浓度和用量、水解温度和时间、接枝增量等因素对水解产物吸水性能的影响。结果表明,在一定的条件下可获得较高接枝增量的接枝共聚物,降低反应液比或增加单体量均可明显提高接枝增量,接枝增量对水解产物吸水性能的影响不大。     

邻氯酚红-Fenton体系对金属离子的光化学传感研究

利用具有高度选择性的光化学传感器来识别和检测金属离子是近年来的一个热点研究领域~([1]),因为被测物引起的体系颜色变化直观可见且灵敏,这方面已有许多成功的报道~([1-5]).邻氯酚红(CPR)是一种氯取代的三苯甲烷类酸性染料,除了纤维染色之外已被用于蛋白质和药物测定~([6]).     

钼(VI)配合物催化氧化降解沥青砂中重组分过程研究

针对沥青砂的重组分,探讨了催化氧化沥青砂降解反应体系有机相和残余相中有机物的量随反应时间、催化剂及氧化降解体系的变化规律。结果表明,钼（VI）配合物［(MoO2)(C5H7O2)2］催化剂对沥青砂的氧化降解是非常有效的,催化降解反应与氧化剂、氢质子供体有关。在［(MoO2)( C5H7O2)2］/t-BuOOH/H3PO4体系中,沥青砂有机相中沥青质转化率为10.7%,残余相中沥青质转化率为20%。TLC-FID分析证明,沥青砂中沥青质的减少主要生成胶质和饱和烃,降解产物的得率为11.7%。     

UV/H_2O_2体系中SF Blue染料的降解动力学

对UV/H2O2处理SFBlue制衣染料溶液的效果及其影响因素和动力学进行了研究。结果表明,UV/H2O2对SFBlue染料废液具有很好的处理效果,且在发生光助氧化降解的同时还伴随着光分解反应。UV/H2O2体系的光助氧化反应和UV体系的光分解反应均为表观一级反应,前者活化能5.17kJ/mol,指前因子0.168min-1,后者活化能16.9kJ/mol,指前因子1.04min-1。染料溶液初始pH为强碱性(pH=12)时染料降解率最大。     

磷钼钒杂多酸在苯直接羟化反应中的催化作用—H2O2活化机理的探讨

磷铝钒杂多酸(H_(3+n)PMo_(12-n)V_nO_(40))+H_2O_2体系在苯直接羟化反应中的催化行为和众所周知的Fenton试剂(Fe~(++)+H_2O_2)完全不同。酚是羟化的唯一产物; H_2O_2分解动力学曲线呈“S”型。电子光谱数据表明, H_2O_2分解过程形成两种中间络合物。以此为依据, 提出了磷钼钒杂多酸对H_2O_2活化和苯羟化的反应机理, 认为杂多酸阴离子上的钒离子先和H_2O_2形成过渡的金属过酸型络合物, 然后再按自催化机理转化成金属过氧络合物, 后者在反应中起活化H_2O_2和羟化苯的活性种作用。按此反应机理所得的动力学公式可以对实验结果作出比较合理的解释。